革新的三次元培養法による肝幹細胞を起点とした肝臓組織の再構築

• Project/Area Number: 21659308
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General surgery
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 小池 直人 横浜市立大学, 医学研究科, 客員研究員 (50301081)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2010: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2009: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 幹細胞 / 自己複製 / 三次元培養 / 組織構築 / 血管化

Research Abstract

本研究では、幹細胞を起点とした固形臓器の組織化過程を理解するため、申請者らが独自に確立した血管網の人為的再構成系を駆使して、肝幹細胞を起点とした肝臓組織の再構築法を開発している。
平成22年度は、肝幹細胞を起点とした肝臓組織の構築過程における、血管系細胞の役割について検討した。はじめに、ヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)とヒト間葉系幹細胞(hMSC)を用いてヒト血管ネットワークを異所性に再構成させる技術の開発を試みた。マウス頭蓋に作製した透明な観察窓(クラニアルウインドウ)内にレトロウイルスベクターにより蛍光遺伝子を導入したEGFP-HUVECとKusabira Orange-hMSCを各々移植し、その後、顕微鏡下で観察した。その結果、移植後、1週間以内にHUVECからなるネットワーク構造が確認された。このとき、HUVECの周囲にはhMSCが多数存在していた。また、移植後3週目以降、HUVECから成る管腔構造がhMSCで覆われることを確認した。再構成されたヒト血管ネットワークは、少なくとも移植後8週目まで良好な形態を示した。
次に、HUVEC-hMSCとともに未分化なヒト肝臓細胞を同時に移植し、組織構築過程を観察した。移植後4週目においてクラニアルウインドウ内の組織を観察したところ、移植細胞に由来する肝臓様組織が再構成されていることを見いだした。移植後8週目の組織についてヒト特異抗体を用いた免疫組織化学を実施したところ、多数のアルブミン陽性細胞が観察された。また、再構成されたヒト肝臓組織内において、壁細胞に裏打ちされたヒト血管内皮細胞の管腔構造が確認された。
本研究において確立したヒト肝臓組織の再構成技術は、実質細胞と血管ネットワークの相互作用の解析系として有用と考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Reconstitution of hepatic tissue architectures from fetal liver cells obtained from a three-dimensional culture with a rotating wall vessel bioreactor. (2011)
  • Author(s): Ishikawa M, Sekine K, Okamura A, Zheng YW, Ueno Y, Koike N, Tanaka J, Taniguchi H.
  • Journal Title: J Biosci Bioeng. Volume: (Epub ahead of print)
  • NAID: 110008672821
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ヒト幹細胞を用いた in vivo における微小血管網の再構築とその応用 (2009)
  • Author(s): 小池直人, Dai Fukumura, Rakeshi, K Jain, 谷口英樹
  • Journal Title: Organ Biology 16 Pages: 349-357
• [Journal Article] Role of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the differential diagnosis of focal hepatic lesions (2009)
  • Author(s): Koike N, Cho A, Nasu K, Seto K, Nagaya S, Ohshima Y, Ohkohchi N
  • Journal Title: World J Gastroenterol 15 Pages: 5805-5812
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intraductal tubulopapillary neoplasms of the pancreas distinct from pancreatic intraepithelial neoplasia and intraductal papillary mucinous neoplasms (2009)
  • Author(s): Yamaguchi H, Shimizu M, Ban S, Koyama I, Hatori T, Fujita I, Yamamoto M, Kawamura S, Kobayashi M, Ishida K, Morikawa T, Motoi F, Unno M, Kanno A, Satoh K, Shimosegawa T, Orikasa H, Watanabe T, Nishimura K, Ebihara Y, Koike N, Furukawa T
  • Journal Title: Am J Surg Pathol. 33 Pages: 1164-1172
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 胃癌診断治療における組織型分類の意義 (2011)
  • Author(s): 小池直人
  • Organizer: 佐倉四街道地区消化器病検討会
  • Place of Presentation: 佐倉市健康管理センター(千葉)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-02-15
• [Presentation] 血管ネットワークを有したヒト肝組織の生体内再構築系の確立 (2010)
  • Author(s): 関根圭輔、藤原綾二、小池直人、千葉豊生、Dai Fukumura、 Rakesh K.Jain、上野康晴、鄭允文、谷口英樹
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫)
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] Creation of long lasting human hepatic tissue in vivo (2010)
  • Author(s): Naoto Koike, Ryoji Fujiwara, Akira Nakano, Toyoki Chiba, Takeru Amiya, Keisuke Sekine, Hideki Taniguchi
  • Organizer: 25th Anniversary tumor course. Critical Issues in Tumor Microenvironment, Angiogenesis and Metastasis.
  • Place of Presentation: Harvard University, Cambridge, USA
  • Year and Date: 2010-09-26
• [Presentation] 障害肝合併例における脾摘・部分的脾塞栓療法の意義 (2010)
  • Author(s): 小池直人、大島祐二、武内俊章、有田誠司
  • Organizer: 第65回日本消化器外科学会総会
  • Place of Presentation: 海峡メッセ下関(山口)
  • Year and Date: 2010-07-14
• [Presentation] 当科における膵空腸密着吻合法と術後排液アミラーゼ値の推移 (2010)
  • Author(s): 小池直人、大島祐二、武内俊章、有田誠司、大河内信弘
  • Organizer: 第22回日本肝胆膵外科学会・学術集会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(宮城)
  • Year and Date: 2010-05-26
• [Presentation] in vivo における血管ネットワークを有したヒト肝組織再構築系の確立 (2010)
  • Author(s): 藤原綾二, 小池直人, 千葉豊生, Dai Fukumura, Rakesh K.Jain, 関根圭輔, 上野康晴, 鄭允文, 谷口英樹
  • Organizer: 第9回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
  • Year and Date: 2010-03-19
• [Presentation] Extended right hepatectomy with portal vein resection and reconstruction used by renal vein graft prior to hepatic dissection for hilar cholangiocarcinoma (2009)
  • Author(s): Koike N, Cho A, Ohshima Y, Arita S, Takeuchi T, Tanaka H, Kawakami M, Ohkohchi N
  • Organizer: International Surgical Week 2009
  • Place of Presentation: Adelaide Australia
  • Year and Date: 2009-09-09
• [Presentation] 腎静脈グラフトを用い門脈再建を先行させた肝門部胆管癌に対する拡大肝右葉切除術 (2009)
  • Author(s): 小池直人, 趙明浩, 有田誠司, 大島祐二, 武内俊章, 川島太一, 田中元, 河上牧夫, 大河内信弘
  • Organizer: 第21回日本肝胆膵外科学会・学術集会
  • Place of Presentation: 名古屋(ウエスティンナゴヤキャッスル)
  • Year and Date: 2009-06-12